29/03/13 O kernel do Linux: A definição, importância e funcionalidades [Artigo]

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O kernel do Linux: A definição, importância e funcionalidades

Autor: Aécio dos Santos Pires <aeciopires at gmail.com>Data: 05/07/2007 

Resumo 

Muitas pessoas têm acesso a um computador e a uma suíte de aplicativos funcionando harmoniosamentepara  executar  os  trabalhos  do  dia­a­dia.  Essa  "harmonia"  é  possível  graças  ao  sistema  operacionalfuncionando como uma interface entre o software, o hardware e o usuário. 

A  partir  deste  artigo  iremos  conhecer  uma  parte  do  sistema  operacional  extremamente  importante  epouco  conhecida  pelos  usuários:  o  kernel.  No  decorrer  das  idéias,  haverá  uma  atenção  especial  noestudo do kernel do Linux,  quebrando  alguns mitos,  conhecendo  a  importância,  as  funcionalidades  ecomparando as versões anteriores de desenvolvimento do kernel do Linux. 

PALAVRAS­CHAVE: sistema operacional, kernel, Linux, software. 

IntroduçãoExistem programas de computador realizam diferentes funções, uns atuam diretamente com o usuário,alguns com o próprio equipamento, mas todos eles devem ser gerenciados pelo sistema operacional. Éele que faz  todo o controle entre outros: do tempo, da permissão, das atualizações e do consumo quecada  programa  tem  necessidade  para  funcionar  corretamente,  sempre  objetivando  a  satisfação  dousuário. Até mesmo  quando  um  novo  hardware  e/ou  software  é  instalado,  o  sistema  operacional  deimediato começa a gerenciar e tomar algumas decisões. 

Há pouco  tempo, quase ninguém sabia da existência do kernel. Era algo muito abstrato e  restrito atémesmo aos estudantes de computação das universidades e aos desenvolvedores, o usuário sequer ouviaesta  palavra.  Com  o  surgimento  do  Linux,  qualquer  usuário  intermediário  já  ouviu  falar  no  kernel,embora exista uma gama de questionamentos a respeito do assunto. 

O que é kernel? 

O Kernel é uma série de arquivos escritos em linguagem C e em linguagem Assembly que constituem onúcleo, o centro de todas as atividades desempenhadas pelo sistema operacional. 

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A importância e as funções do kernelO Kernel é a parte mais importante do sistema operacional, pois sem ele, a cada novo programa que secriasse seria necessário que o programador se preocupasse em escrever as funções de entrada/saída, deimpressão, entre outras, em baixo nível, causando uma duplicação de trabalho e uma perda enorme detempo. Como ele já fornece a interface para que os programas possam acessar os recursos do sistema deum nível mais alto e de forma transparente, fica resolvido o problema da duplicação do trabalho. 

O kernel controla os dispositivos e demais periféricos do sistema, como: placas de som, vídeo, discosrígidos, disquetes, sistemas de arquivos, redes, permitir que todos os processos sejam executados pelaCPU e que estes consigam compartilhar a memória do computador, além de outros recursos disponíveis.

O kernel do LinuxO kernel do Linux foi idealizado pelo finlandês Linus Torvalds em 1991. Torvalds era um estudante deciência da computação que em seus estudos teve a necessidade de criar uma nova versão do Minix, umsistema operacional baseado no Unix e desenvolvido por Andy Tannenbaum. 

Linus começou a trabalhar nesse projeto e quando desenvolveu algo concreto, enviou uma mensagempara  um  grupo  de  usuários  do Minix  na Usenet,  a  antecessora  da  Internet. Na mensagem,  Torvaldsnotificou  sobre  sua  criação  e  avisou que disponibilizaria o  código­fonte do que  tinha desenvolvido  atodos os interessados. 

O  que  Linus  Torvalds  tinha  criado,  na  verdade,  era  a  primeira  versão  do  kernel  do  Linux.  Assim,bastava juntar uma série de aplicativos com o kernel para que um sistema operacional fosse criado. 

Linus Torvalds  tinha  vontade  de  ter  um  sistema  operacional  no  qual  fosse  possível  o  usuário  alterarconforme a necessidade. Ao criar  a nova versão do Minix, Torvalds  tinha desenvolvido um meio deusar o hardware de um computador por software e portanto, restava agora a cada interessado adicionaros aplicativos e as funcionalidades desejadas para assim constituir um sistema operacional. 

O que muda a cada nova versão do kernel do Linux? 

Periodicamente novas versões do kernel do Linux  são  lançadas.  Isso ocorre para prover melhoras emuma determinada função da versão anterior, para corrigir vulnerabilidades e para adicionar recursos aokernel, principalmente compatibilidade com novos hardwares. 

Cada versão  é  representada por  três  números distintos  separados por  ponto. O primeiro  e  o  segundonúmero  indicam qual a série, enquanto que o  terceiro número  indica qual a versão do kernel naquelasérie. 

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Se  o  segundo  número  da  representação  for  ímpar,  significa  que  aquela  série  ainda  está  emdesenvolvimento, ou seja, é uma versão instável e em fase de testes e aperfeiçoamentos. Se o númerofor par, significa que aquela série possui estabilidade para funcionar. 

O terceiro número se altera quando algum recurso é alterado ou adicionado. Por exemplo: 2.6.20 indicaque este kernel é estável pois a série é par. Já o 2.5.14 indica que é instável, pois a série é ímpar. 

O kernel atual e estável é o 2.6.26. Em relação as versões anteriores, o kernel  trouxe alguns avançosque  irão beneficiar desde plataformas embarcadas, que demandam tempo de  resposta baixo nível, atégrandes  sistemas multiprocessados,  que  necessitam um  alto  nível  de  paralelismo. As  áreas  em que  okernel 2.4 era suboptimal foram otimizadas. 

O  sistema  de  gerenciamento  de  entrada/saída  também  foi  largamente  aprimorado,  possibilitando  ummelhor aproveitamento da performance dos discos,  ao mesmo  tempo em que proporciona uma maiorinteratividade. Um novo modelo de organização de dispositivos foi criado ­ device model, permitindouma unificação na sua representação, além do aprimoramento no gerenciamento de energia e da infra­estrutura de hotplugging (remoção e adição de dispositivos enquanto o sistema esta no ar). 

Ele também se tornou preemptivo, ou seja, agora é possível que ele seja interrompido por uma tarefa demaior prioridade, o que resulta em uma menor latência. Genericamente, a nova versão é vantajosa paratodos.  O  desenvolvimento  de  novos  projetos  que  utilizam  Linux  deve  basear­se  na  nova  versão  doKernel.  Primeiramente,  os  usuários  irão  notar  um  aumento  na  velocidade  do  sistema,  que  estávisualmente melhor. 

Considerações finais 

Este artigo mostrou o que é o kernel  e como ele é  tão  importante para que as  solicitações  feitas pelousuário sejam desempenhadas corretamente. Instalar e/ou desenvolver software ficou mais fácil e maistransparente  tanto  para  o  usuário  quanto  para  o  desenvolvedor  que  tinha  sempre  que  incluir  asbibliotecas para suportar cada novo dispositivo de hardware conectado no computador. 

Com a expansão do Software Livre, o núcleo do  sistema operacional passou a  ser mais conhecido eestudado aumentando a velocidade na inclusão de suporte a novos dispositivos e a correção de erros, oque é ótimo no desenvolvimento de software. 

O kernel ou núcleo de um sistema operacional, é algo muito complexo e este artigo teve o objetivo deapenas  introduzir  nossos  estudos  nessa  área.  Os  próximos  artigos  abordarão  este  tema  com  maisminuciosidade, entretanto é recomendável iniciar as pesquisas a partir das referências deste trabalho. 

ReferênciasInfoWester ­ O kernel do Linux. Disponível em: http://www.infowester.com/linuxkernel.php 

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Acesso em: 26 de junho de 2007. 

Widefox ­ Kernel comparasion Linux vs Windows. Disponível em:http://widefox.pbwiki.com/Kernel%20Comparison%20Linux%20vs%20Windows Acesso em: 15 de maio de 2007. 

Kernel News Bies. Disponível em: http://kernelnewbies.org/ Acesso em: 17 de maio de 2007.

Linux HQ. Disponível em: http://www.linuxhq.com/lkprogram.html Acesso em: 17 de maio de 2007.

Linux On­line. Disponível em:http://www.linux.org/docs/ldp/howto/KernelAnalysis­HOWTO­1.html#ss1.1Acesso em: 17 de maio de 2007.

The Linux Kernel. Disponível em:http://www.tldp.org/LDP/tlk/tlk.html Acesso em: 22 de maio de 2007.

Wikipédia ­ A Enciclopédia Livre. Disponível em:http://pt.wikipedia.org/wiki/Kernel Acesso em: 22 de maio de 2007.

Viva o Linux. Disponível em:http://www.vivaolinux.com.br/artigos/verArtigo.php?codigo=3931 Acesso em: 22 de maio de 2007.

The Linux Kernel Archives. Disponível em: www.kernel.org Acesso em: 25 de maio de 2007.

O Maravilhoso Mundo do Linux 2.6. Disponível em:http://br.geocities.com/cesarakg/wwol26­ptBR.html Acesso em: 25 de maio de 2007.

GNU­RUY. Disponível em:http://www.gnu.frb.br/noticias/2004/kernel/ Acesso em: 25 de maio de 2007. 

http://www.vivaolinux.com.br/artigo/O­kernel­do­Linux­A­definicao­importancia­e­funcionalidades 

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